מנומטר יכול להיות כל מכשיר שמודד לחץ. עם זאת, אלא אם כן מוסמך אחרת, המונח "מנומטר" מתייחס לרוב באופן ספציפי לצינור בצורת U מלא בחלקו בנוזל. ניתן לבנות בקלות סוג כזה של מנומטר כחלק מניסוי מעבדה כדי להדגים את השפעת לחץ האוויר על עמוד נוזלי.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
מנומטר הוא מכשיר או מד מדעי המודד לחץ.
בניית מד טווח
ניתן לבנות מד צעדים פשוט על ידי מילוי חלקי של צינור פלסטיק שקוף בנוזל צבעוני כדי לאפשר תצפית על מפלס הנוזל. לאחר מכן מכופפים את הצינור לצורת U ומקובעים במצב זקוף. מפלסי הנוזל בשני העמודים האנכיים צריכים להיות שווים בנקודה זו, מכיוון שהם חשופים כיום לאותו לחץ. לכן רמה זו מסומנת ומזוהה כנקודת האפס של המונומטר.
מדידת לחץ
המונומטר ממוקם על פי סולם מדוד כדי לאפשר הבדל כלשהו בגובה שתי העמודים. ניתן להשתמש ישירות בהפרש גובה זה לשם השוואה יחסית בין לחצי בדיקה שונים. ניתן להשתמש בסוג זה של מנומטר גם לחישוב הלחץ המוחלט כאשר ידועה צפיפות הנוזל במונומטר.
איך זה עובד
קצה אחד של הצינור מחובר באיטום אטום לגז למקור לחץ בדיקה. הקצה השני של הצינור נותר פתוח לאטמוספירה ולכן יהיה נתון ללחץ של אטמוספרה אחת (אטמוספירה). אם לחץ הבדיקה גדול מלחץ הייחוס של 1 אטמ ', הנוזל בעמוד הבדיקה נאלץ במורד העמודה. זה גורם לנוזל בעמודת הייחוס לעלות בכמות שווה.
חישוב הלחץ
הלחץ שמופעל על ידי עמודת נוזל יכול להינתן על ידי המשוואה P = hgd. במשוואה זו, P הוא הלחץ המחושב, h הוא גובה הנוזל, g הוא כוח הכובד ו- d הוא צפיפות הנוזל. מכיוון שהמונומטר מודד הפרש לחץ ולא לחץ מוחלט, אנו משתמשים בתחליף P = Pa - P0. בהחלפה זו, אבא הוא לחץ הבדיקה ו- P0 הוא לחץ ההתייחסות.
דוגמה: שימוש במנומטר
נניח שהנוזל במנומטר הוא כספית וגובה הנוזל בעמוד הייחוס גבוה יותר .02 מטר מגובה הנוזל בעמודת הבדיקה. השתמש ב 13,534 ק"ג למ"ק (ק"ג / מ"ר)3) לצפיפות הכספית ו -9.8 מטר לשנייה בריבוע (m / s2) להאצת כוח הכבידה. ניתן לחשב את הפרש הלחץ בין שתי העמודות כ:
hgp = 0.02 \ פעמים 9.8 \ פעמים 13,534 = 2,653 \ text {kg / ms} ^ 2
עבור יחידות לחץ, ניתן להשתמש בפסקל, עם כ 101,325 פסקל השווה לסממן אחד של לחץ. הפרש הלחץ במנומטר הוא אפוא:
P_a-P_0 = \ frac {2,653} {101,325} = 0.026 \ text {atm}
אז הלחץ בעמודת הבדיקה (Pa) שווה ל:
P_0 + 0.026 = 1 + 0.026 = 1.026 \ text {atm}